El Hubble capta la formación de una nueva atmósfera en un exoplaneta rocoso
Un grupo de científicos, utilizando el Telescopio Espacial Hubble, ha encontrado evidencia de actividad volcánica que está modificando la atmósfera de un planeta rocoso alrededor de una estrella distante. El exoplaneta, denominado GJ 1132 b, tiene una densidad, tamaño y edad similares a los de la Tierra.
Es posible que en un inicio GJ 1132 b haya sido un mundo gaseoso con una atmósfera muy gruesa y con un diámetro varias veces superior al de la Tierra. Sin embargo, en un corto periodo de tiempo, el exoplaneta fue reducido a un núcleo rocoso del tamaño de nuestro planeta, después de ser despojado de su atmósfera original de hidrógeno y helio debido a la intensa radiación de la estrella anfitriona del sistema.
Para sorpresa de los astrónomos, las nuevas observaciones del Hubble detectaron una atmósfera secundaria que ha reemplazado a la atmósfera original del exoplaneta. Es rica en hidrógeno, cianuro de hidrógeno, metano y amoníaco, y también tiene una delgada capa de hidrocarburos. Los astrónomos piensan que el hidrógeno de la atmósfera original fue absorbido por el manto de magma fundido del planeta, el cual ahora está siendo expulsado lentamente debido a la actividad volcánica, formando a su vez una nueva atmósfera. Esta segunda atmósfera, que continúa escapándose al espacio, se repone continuamente con el hidrógeno almacenado en el manto de magma.
«Esta segunda atmósfera proviene de la superficie y del interior del planeta, por lo que es una ventana a la geología de otro mundo«, explicó el miembro del equipo Paul Rimmer de la Universidad de Cambridge, Reino Unido. «Aún se necesita de mucho trabajo para poder observar a través de la nueva atmósfera de GJ 1132 b«.
«¿Cuántos planetas rocosos comienzan siendo gaseosos? Algunos pueden comenzar como GJ 1132 b y se convierten en rocosos a través de un mecanismo por el cual la radiación evapora la atmósfera original. Este proceso se produce en las etapas más tempranas en la vida de un planeta, cuando la estrella está más caliente”, dijo el líder del equipo Mark Swain del Jet Propulsion Laboratory. “Eventualmente la estrella se enfría y el planeta simplemente sobrevive. Por lo tanto tienes este mecanismo que durante los primeros 100 millones de años evapora la atmósfera de un planeta, y después, cuando la estrella reduce su actividad, la atmósfera del planeta se regenera y aumenta sus posibilidades de sobrevivir«.
GJ 1132 b es muy similar y a la vez muy diferente a la Tierra: ambos planetas tienen densidades similares, tamaños similares y edades similares de aproximadamente 4.500 millones de años. Ambos comenzaron con una atmósfera dominada por el hidrógeno y ambos eran mundos de lava que eventualmente se enfriaron. La observaciones también sugieren que GJ 1132 b y la Tierra tienen una presión atmosférica similar en la superficie.
Sin embargo, la Tierra y GJ 1132 b han experimentado procesos de formación radicalmente diferentes, por ejemplo, los científicos descartan la posibilidad de que la Tierra sea el núcleo superviviente de un planeta gaseoso. Además, la Tierra orbita a una distancia segura del Sol, a diferencia de GJ 1132 b que se encuentra extremadamente cerca a su estrella anfitriona, con un periodo orbital de tan solo un día y medio.
Los científicos piensan que la corteza de GJ 1132 b es extremadamente delgada, probablemente de varios cientos de metros de espesor. Este tipo de superficie es demasiado débil para sostener estructuras similares a montañas volcánicas. Su terreno plano también puede fragmentarse como una cáscara de huevo. El hidrógeno y otros gases podrían estarse escapando a través de estas grietas.
«La pregunta es, ¿qué mecanismo mantiene el manto de GJ 1132 b lo suficientemente caliente como para permanecer líquido y potenciar la actividad volcánica?» añadió Swain. «Este sistema es especial porque tenemos la oportunidad de estudiar el fenómeno conocido como calentamiento de marea«.
El fenómeno del calentamiento de marea se produce a través de la fricción, cuando las energías orbitales y rotacionales se disipan en forma de calor en el interior de un objeto como un planeta o luna. GJ 1132 b se encuentra en una órbita elíptica, y las fuerzas de marea que actúan sobre este son más intensas cuando se coloca en el punto más alejado y en el punto más cercano a la estrella que orbita. Esto provoca que el planeta se estire y se contraiga constantemente debido a la interacción gravitacional con la estrella, dependiendo de la ubicación orbital en la que se encuentre. Un ejemplo similar en nuestro propio Sistema Solar se puede observar en la luna Ío, la cual tiene una actividad volcánica constante debido a la interacción gravitacional con Júpiter y con otras lunas del sistema joviano, que provocan que Ío se estire y contraiga periódicamente.
El Hubble sigue siendo único produciendo primicias. Ahora descubre un planeta que ha cambiado de atmósfera como quien se cambia de camisa. Genial. Un hurra por el Hubble. Larga vida al Hubble.